Разработка, анализ и экспериментальное исследование зарядных преобразователей с дозирующим последовательным резонансным контуром и рекуперацией энергии

• Автор: Петросьянц, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 203 c. : ил

1. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ МЕТОДОВ И СХЕМ ЗАРЯДКИ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Основные звенья построения зарядных преобразователей для питания устройств импульсной электротехнологии

1.2. Эффективность зарядных преобразователей

1.3. Сравнительный анализ способов зарядки и схем зарядных преобразователей

1.4. Выбор схем зарядных преобразователей и методов их исследований

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАРЯДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ДОЗИРУЮЩИМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ РЕЗОНАНСНЫМ КОНТУРОМ И РЕКУПЕРАЦИЕЙ ЭНЕРГИИ

2.1. Высокочастотная обобщенная схема

2.1.1. Эквивалентная электрическая схема и уравнение на интервале проводимости

2.1.2. Анализ статических и динамических характеристик

2.1.3. Эффективность зарядного преобразователя

2.2. Низкочастотная обобщенная схема

2.2.1. Эквивалентная электрическая схема и процессы в режиме многополупериодной зарядки
2.2.2. Исследование методом противо-ЭДС. Точность метода
2.2.3. Коэффициент полезного действия
2.3. Выводы по главе
3. СЕТЕВЫЕ ТИРИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДДЯ ПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ
3.1. Особенность питания импульсных промышленных ускорителей на базе трансформатора Тесла
3.2. Трехфазный беетрансформаторный зарядный преобразователь на базе схемы с дозирующим последовательным резонансным

контуром
3.3. Влияние разрядного контура на КПД преобразователя...107.
3.4. Влияние зарядного преобразователя на качество потребляемой электроэнергии
3.5. Экспериментальные исследования тиристорного преобразователя мощностью 10 кВт
3.6. Пути повышения мощности импульсных промышленных ускорителей и качества потребляемой электроэнергии
3.7. Выводы по главе
4. ЗАРЯДНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ПИТАНИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
4.1. Принципиальная схема зарядного преобразователя
4.2. Исследование процессов в зарядном преобразователе
с учетом тока намагничивания инверторного трансформатора
4.3. Зарядный преобразователь с улучшенной коммутационной способностью
4.4. Методика расчета
4.5. Экспериментальные исследования зарядного преобразователя мощностью 20 кВт
4.6. Способы повышения эффективности использования первичного источника питания
4.7. Выводы по главе
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
7. ПРИЛОЖЕНИЯ

В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года записано:
"... На основе достижений науки и техники:... использовать электрохимические, плазменные, лазерные, радиационные и другие высокоэффективные методы обработки металлов, материалов и изделий с целью существенного улучшения их свойств..." /I/.
Прогресс науки и техники, неуклонное развитие народного хозяйства вызывают ускоренное развитие импульсных радиационных и лазерных методов обработки.
Промышленное применение импульсных промышленных ускорителей (ИПУ) и импульсных оптических квантовых генераторов (ЙОКГ)-устройств импульсной электротехнологии предъявляет особые требования к их мощности, надежности, простоте обслуживания и стоимости. Эти факторы в значительной степени являются производными простоты и надежности источников питания, их КПД, массо-габаритных показателей и т.д.
В качестве вторичных источников питания импульсных электро-технологических установок средней мощности (ИПУ, ИОКГ) применяются емкостные накопители энергии /2,3,4,5/.
Развитие и усовершенствование установок и устройств, потребляющих энергию, накопленную в электрическом поле конденсатора, ставят задачу разработки систем заряда емкостных накопителей энергии и исследование процессов в этих системах с целью повышения энергетических и массо-габаритных показателей, так как существующие схемы зарядных преобразователей, использующие известные методы зарядки, к настоящему времени не удовлетворяют высоким требованиям к импульсным источникам питания электротехнологических установок.
Основные усилия разработчиков направлены на улучшение энерге-

ких значений остаточного напряжения ІІС0 , построенная по формуле (2.7). Кривые построены для зарядной цепи с параметрами: и) = 0,25; $о= 1,3; ^ = -80°.
На рис.2.4 приведен график, позволяющий определить оптимальный угол управления при заданных параметрах контура ( Оо , ^ ). Зависимость построена из условия равенства длительности протекания зарядного тока половине периода собственной частоты зарядного контура. В этом случае, как видно из графика, уровень рекуперации не влияет на выбор оптимального угла управления лІопт
Так как накопительный конденсатор Сн является элементом ДПРК, то сопротивление колебательного контура имеет емкостный характер. Сдвиг фаз между током и напряжением как правило находится в пределах -80°-90°. Это означает, что при минимальном угле регулирования т - о, Ті ограничено снизу (/72 ^ 80°). Таким образом, в оптимальном режиме работы на выбор относительной частоты СО* накладывается ограничение сверху, которое зависит от конкретных параметров контура: добротности Оо и фазы Ц*
Аналогично току іс. напряжение Юсн на накопительном коццен-саторе можно представить в виде принужденной и свободной составляющих и показать, что напряжение зарядки ііон тлеет максимум при оптимальном угле управления 'Уолг.
Так как изменение напряжения Пен на накопительном конденса-торе прекращается в момнт спада к нулю тока зарядки 1с(]})=0,то, согласно (2.8), напряжение зарядки определится как
Цен=ЇІП(и)*Л а+ГсУ е^/2а°{Шоо -5/ПГс)С0$^+
+ [(бос ~йПИ)/Юо ~и)*С06Гс]ШУ}. (2. її)
При выбранных параметрах зарядного контура и) , Оо , У номинальное напряжение зарядки ІІСн определяется лишь моментом